C++11 新特性:右值引用

2024-05-11 14:04
文章标签 c++ 特性 引用 右值

本文主要是介绍C++11 新特性:右值引用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

在 C++98/03 标准的基础上,C++11 标准引入了大约 140 个新特性。其中,右值引用是这些新特性之一,也是最为重要的之一。

很多初学者对右值引用感到晦涩难懂,实际上右值引用只是一种新的 C++ 语法。真正具有挑战性的是基于右值引用引申出的两种 C++ 编程技巧,分别是移动语义(Move Semantics)和完美转发(Perfect Forwarding)。

本节首先将介绍右值引用的概念及其基本用法,至于移动语义和完美转发,将在后续章节中详细讨论。

理解右值引用之前,我们需要区分两个概念:左值和右值。

左值与右值

1、左值(Lvalue):指的是持久存在的对象,这些对象有明确的名称和存储位置。简单地说,左值是那些在表达式执行结束后依然存在的对象。

可以作为左值的对象特征:命名对象、可取地址&,可赋值。包括:

  • 基本类型变量、数组、数组元素
  • 字符串字面量,如「cppCamp」
  • 对象变量、对象成员
  • 指针、指针解引用后的对象/变量
  • 函数(可取地址)
  • 返回左值的表达式

2、右值(Rvalue):通常是临时的,没有明确名称的对象,它们在表达式结束时就不再存在。右值经常是对象的临时副本,用于表达式计算的中间结果。

可以作为右值的对象特征:无名、无法取地址,不可赋值。包括:

  • 各种临时对象(函数返回值)、字符串临时对象
  • 除字符串外的其他基本类型字面量
  • lambda 表达式
  • 运算符表达式

C++11 引入右值引用

右值引用通过&&符号表示:T&&,通常的引用 T& 现在被认为是左值引用。

右值引用在某些方面和左值引用有类似行为,比如必须被初始化,不能被重新绑定等。

右值引用表示对象可以「从这里移动到别的对象」,以支持移动语义。

C++98/03 标准中的使用 「&」 表示引用。此种引用方式有一个缺陷,即正常情况下只能操作 C++ 中的左值,无法对右值添加引用。例如:

int num = 10;
int &b = num; //正确
int &c = 10; //错误

上面的代码,编译器允许我们为 num 左值建立一个引用,但不能为 10 这个右值建立引用。因此,C++98/03 标准中的引用又称为左值引用。

虽然 C++98/03 标准不支持为右值建立非常量左值引用,但允许使用常量左值引用操作右值。也就是说,常量左值引用既可以操作左值,也可以操作右值,例如:

int num = 10;
const int &b = num; // num 是左值
const int &c = 10; // 10 是右值

右值往往是没有名称的,因此要使用它只能借助引用的方式。这就产生一个问题,实际开发中我们可能需要对右值进行修改(实现移动语义时就需要),显然左值引用的方式是行不通的。

为此,C++11 标准引入了右值引用,用 “&&” 表示。C++ 标准委员会在选定右值引用符号时,既希望能选用现有 C++ 内部已有的符号,还不能与 C++ 98 /03 标准产生冲突,最终选定了 2 个 ‘&’ 表示右值引用。

需要注意的,和声明左值引用一样,右值引用也必须立即进行初始化操作,且只能使用右值进行初始化,比如:

int num = 10;
const int &b = num;
const int &c = 10;

和常量左值引用不同的是,右值引用还可以对右值进行修改。例如:

#include <iostream>int main()
{int && a = 10;a = 100;std::cout << a << std::endl;
}

输出结果为 100。

另外值得一提的是,C++ 语法上是支持定义常量右值引用的。

示例:常量右值引用作为函数参数

#include <iostream>void printValue(const int&& value) {std::cout << "Value: " << value << std::endl;
}int main() {int x = 5;printValue(10); // 直接传入右值printValue(x);  // 错误:不能将左值传递给非const的右值引用printValue(std::move(x)); // 正确:显式转换为右值return 0;
}

尽管常量右值引用可以提供一些灵活性,但它的使用场景相对有限。

在实际编程中,更常见的是使用非常量右值引用来实现移动语义,或使用常量左值引用(const T&)来接受所有类型的参数而不进行修改。

常量右值引用主要在需要同时处理左值和右值,但又不修改它们的特定场景中使用。

右值的细分

C++11 标准中对右值做了更细致的划分,分别是纯右值(Pure value,简称 pvalue)和将亡值(eXpiring value,简称 xvalue )。

其中纯右值就是 C++98/03 标准中的右值,也就是本文中讲解的右值,而将亡值指的是和右值引用相关的表达式,比如某函数返回的 T&& 类型的表达式。

这点了解即可,不必深究。

总结

右值引用和移动语义是 C++11 标准引入的重要改进之一,为开发者提供了一个能写出更高效的代码语言特性,特别是在涉及大量资源管理和临时对象的场景。

接下来,我会用两篇文章分别介绍移动语义和完美转发。

这篇关于C++11 新特性:右值引用的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/979744

相关文章

C++中unordered_set哈希集合的实现

《C++中unordered_set哈希集合的实现》std::unordered_set是C++标准库中的无序关联容器,基于哈希表实现,具有元素唯一性和无序性特点,本文就来详细的介绍一下unorder... 目录一、概述二、头文件与命名空间三、常用方法与示例1. 构造与析构2. 迭代器与遍历3. 容量相关4

C++中悬垂引用(Dangling Reference) 的实现

《C++中悬垂引用(DanglingReference)的实现》C++中的悬垂引用指引用绑定的对象被销毁后引用仍存在的情况,会导致访问无效内存,下面就来详细的介绍一下产生的原因以及如何避免,感兴趣... 目录悬垂引用的产生原因1. 引用绑定到局部变量,变量超出作用域后销毁2. 引用绑定到动态分配的对象,对象

Python内存管理机制之垃圾回收与引用计数操作全过程

《Python内存管理机制之垃圾回收与引用计数操作全过程》SQLAlchemy是Python中最流行的ORM(对象关系映射)框架之一,它提供了高效且灵活的数据库操作方式,本文将介绍如何使用SQLAlc... 目录安装核心概念连接数据库定义数据模型创建数据库表基本CRUD操作创建数据读取数据更新数据删除数据查

C++读写word文档(.docx)DuckX库的使用详解

《C++读写word文档(.docx)DuckX库的使用详解》DuckX是C++库,用于创建/编辑.docx文件,支持读取文档、添加段落/片段、编辑表格,解决中文乱码需更改编码方案,进阶功能含文本替换... 目录一、基本用法1. 读取文档3. 添加段落4. 添加片段3. 编辑表格二、进阶用法1. 文本替换2

C++中处理文本数据char与string的终极对比指南

《C++中处理文本数据char与string的终极对比指南》在C++编程中char和string是两种用于处理字符数据的类型,但它们在使用方式和功能上有显著的不同,:本文主要介绍C++中处理文本数... 目录1. 基本定义与本质2. 内存管理3. 操作与功能4. 性能特点5. 使用场景6. 相互转换核心区别

Python函数的基本用法、返回值特性、全局变量修改及异常处理技巧

《Python函数的基本用法、返回值特性、全局变量修改及异常处理技巧》本文将通过实际代码示例,深入讲解Python函数的基本用法、返回值特性、全局变量修改以及异常处理技巧,感兴趣的朋友跟随小编一起看看... 目录一、python函数定义与调用1.1 基本函数定义1.2 函数调用二、函数返回值详解2.1 有返

C++右移运算符的一个小坑及解决

《C++右移运算符的一个小坑及解决》文章指出右移运算符处理负数时左侧补1导致死循环,与除法行为不同,强调需注意补码机制以正确统计二进制1的个数... 目录我遇到了这么一个www.chinasem.cn函数由此可以看到也很好理解总结我遇到了这么一个函数template<typename T>unsigned

C++统计函数执行时间的最佳实践

《C++统计函数执行时间的最佳实践》在软件开发过程中,性能分析是优化程序的重要环节,了解函数的执行时间分布对于识别性能瓶颈至关重要,本文将分享一个C++函数执行时间统计工具,希望对大家有所帮助... 目录前言工具特性核心设计1. 数据结构设计2. 单例模式管理器3. RAII自动计时使用方法基本用法高级用法

深入解析C++ 中std::map内存管理

《深入解析C++中std::map内存管理》文章详解C++std::map内存管理,指出clear()仅删除元素可能不释放底层内存,建议用swap()与空map交换以彻底释放,针对指针类型需手动de... 目录1️、基本清空std::map2️、使用 swap 彻底释放内存3️、map 中存储指针类型的对象

C++ STL-string类底层实现过程

《C++STL-string类底层实现过程》本文实现了一个简易的string类,涵盖动态数组存储、深拷贝机制、迭代器支持、容量调整、字符串修改、运算符重载等功能,模拟标准string核心特性,重点强... 目录实现框架一、默认成员函数1.默认构造函数2.构造函数3.拷贝构造函数(重点)4.赋值运算符重载函数